Каркас здания из трубы профильной: как построить дом из профтрубы, здание бани своими руками

Каркас дома из трубы: монтаж и преимущества

Самым долговечным и надежным из материалов, которые применяются для создания каркаса зданий, считаются профильные трубы. Ведь они легко и просто гнутся, монтируются и режутся. Тем более что каждый сумеет изготовить каркас сооружения из профильной трубы своими руками.

Сфера применения профильной трубы

Раньше создавались металлические каркасы лишь в промышленном строительстве, при изготовлении мебели, для производственных, гражданских и медучреждений. В наше время фермы и каркасы из профильной трубы смогли частично заменить эти мощные конструкции и стали использоваться для строительства: коттеджей, автозаправочных станций, офисов, малоэтажных домов и кафе.

Также каркас из профильной трубы применяется при выполнении восстановительных и ремонтных работ мансард, ограждающих элементов на крыше, веранд и флигелей.

Достоинства зданий с металлическим каркасом

Возведение металлокаркасной постройки по трудозатратам намного уступает домам, построенным обычным методом. Хотя это не совсем так, поскольку одноэтажное загородное сооружение можно закончить меньше чем за месяц без внутреннего оформления. Кроме этого, здания с каркасом из труб: имеют низкую себестоимость, не нуждаются в проведении мокрых работ и не дают усадку во время возведения.

Строительство каркаса из профильной трубы

Подобный каркас обладает довольно сложной конструкцией. Вдобавок требуется обязательное наличие фундамента. Конечно, можно его сделать более легким, чем при обычной технологии строительства. Однако следует отметить, что основание не потребуется при изготовлении перемещающихся конструкций таких, как парники или теплицы.

Для сборки каркаса используется профильная труба, которая заранее обрабатывается грунтовкой, если она выполнена не из оцинковки или нержавейки. Как правило, для ее изготовления применяются трубы квадратного сечения размером — 100х100 или 60х60. Осуществлять сварку металлических конструкций следует вне промышленных зданий. Ее нужно производить с соблюдением всех правил по технике безопасности.

Детали каркаса из труб создаются следующим способом:

• Отрезается часть трубы, которая потребуется для устройства конструкции
• Если трубе придется делать дугообразную форму, то необходимо заранее подсчитать радиус закругления. Для этого лучше использовать такой инструмент, как трубогиб
• Готовые элементы каркаса свариваются в соответствии с планом на металлическую конструкцию

Оформлять дом внутри можно деревянными шпунтованными досками, а для чернового пола подойдут доски толщиной около 3 см. Их укладывают по лагам, созданным из профильной трубы, двутавра или швеллера.

Наружная облицовка производится фасадной штукатуркой, натуральным деревом или сайдингом. Правильная обработка труб дает возможность делать из них крышу в виде каркасного элемента или отдельной конструкции.

Система трубчатых конструкций — Проектирование зданий

Труба — это конструктивная инженерная система, которая используется в высотных зданиях, позволяя им выдерживать боковые нагрузки от ветра, сейсмического давления и т. Д. Он действует как полый цилиндр, закрепленный перпендикулярно земле.

Система была разработана в 1960-х годах инженером Фазлуром Рахманом Кханом и с тех пор используется для строительства большинства высотных зданий.

Система труб может быть изготовлена ​​из бетона, стали или их обоих.В простейшей форме близко расположенные колонны связаны между собой глубокими перемычками через моментные соединения как часть внешнего периметра здания. Жесткий каркас, который образует эта сборка колонн и балок, дает плотную и прочную конструктивную «трубу» снаружи.

Поскольку этот жесткий внешний каркас может выдерживать поперечные нагрузки, внутренние колонны могут быть расположены в ядре, и их будет меньше. Интерьер может быть просто оформлен с учетом гравитационных нагрузок, а на полу не должно быть колонн.

Первым зданием, спроектированным Кханом с использованием трубчатого каркаса, было здание ДеВитт-Честнат в Чикаго в 1963 году. Первым небоскребом, в котором использовалась эта система, была башня Уиллис-Тауэр в Чикаго.

Наиболее распространены следующие варианты:

[править] Трубка в рамке

Это самая простая форма трубной системы, которую можно использовать на различных формах плана этажа, включая квадратную, прямоугольную, круглую и произвольную. Этот тип достаточно эффективен на высоте 38–300 м (125–1000 футов).Это был начальный тип системы, разработанный Ханом.

Хан определил каркасную трубчатую конструкцию как «трехмерную пространственную конструкцию, состоящую из трех, четырех или, возможно, большего числа рам, скрепленных рам или стенок, соединенных срезом, соединенных по краям или вблизи их, чтобы сформировать вертикальную трубчатую конструктивную систему, способную к сопротивление боковым силам в любом направлении за счет консольного крепления к фундаменту «.

[править] Трубка

Связанные (также известные как скрепленные) трубные системы подобны каркасным трубам, но имеют меньшее расстояние между внешними колоннами.Чтобы компенсировать меньшее количество колонн, вводятся стальные распорки или бетонные стены сдвига, связывающие колонны вместе.

Соединяя между собой все внешние колонны, он образует жесткую коробку, способную противостоять боковым сдвигам за счет осевых усилий в своих элементах, а не изгиба (изгиба или изгиба).

При относительно большом расстоянии между колонками можно получить много свободного места для окон.

Диагонали каждого фасада должны пересекаться в одной и той же точке угловой колонны.Эти диагонали взаимодействуют с перпендикулярными торцевыми фермами, делая конструкцию «трубчатой» и уравновешивая гравитационные нагрузки внешних колонн.

[править] Трубка в трубе

Эта система также известна как «корпус и ядро» и состоит из центральной трубы внутри конструкции, которая удерживает такие службы, как инженерные сети и лифты, а также обычную систему труб снаружи, которая принимает на себя большую часть гравитационных и боковых нагрузок. .

Внутренняя и внешняя трубы взаимодействуют по горизонтали как компоненты сдвига и изгиба конструкции стена-каркас.У них есть преимущество повышенной поперечной жесткости.

[править] Трубка в комплекте

Система связанных трубок включает в себя вместо одной трубки несколько отдельных трубок, соединенных между собой, чтобы сформировать трубку с несколькими ячейками. Вместе они работают, чтобы противостоять поперечным нагрузкам и опрокидывающим моментам. Когда трубы попадают внутрь оболочки здания, внутренние колонны располагаются по их периметру.

Эта система не только экономически эффективна, но также позволяет создавать более универсальные конструкции зданий, принимая интересные формы и объединенные в динамические группы, а не просто коробчатые башни.

Первым типом зданий, в которых использовалась эта система, был Уиллис-Тауэр в Чикаго.

Гибридная система часто используется там, где конструкция здания имеет такую ​​гибкость, что одна система не может обеспечить адекватную прочность или жесткость. Он сочетает в себе две или более основных структурных форм либо путем прямого комбинирования, либо путем принятия различных форм в разных частях конструкции. По мере усложнения конструкции высотных зданий гибридные системы становятся все более распространенными.

[править] Статьи по теме «Проектирование зданий» Wiki

[править] Внешние ресурсы

Building Design — Pioneer Steel & Pipe :: Central Texas Pioneer Steel & Pipe :: Центральный Техас

Большим преимуществом ведения бизнеса с нами являются знания и опыт нашей команды продаж, а также широкий выбор вариантов, которые мы можем вам предложить.Будь то простой навес для машины, сарай, склад, барндоминиум или любой другой тип металлической конструкции, наши сотрудники готовы помочь вам спроектировать ваше здание именно так, как вы этого хотите.

В процессе проектирования металлических зданий мы будем использовать несколько определяющих терминов, которые окажутся полезными для вас, поскольку мы предлагаем вам лучший продукт и процесс. Ниже приводится краткий список этих терминов:

Нажмите здесь — выберите цвета с помощью нашего мастера цвета

План анкерных болтов

Чертеж на виде сверху, показывающий диаметр, расположение и проекцию всех анкерных болтов для компонентов Металлической Строительной Системы и может отображать реакции колонн (величину и направление).Также могут быть указаны максимальные размеры опорной плиты.

Сертификационные чертежи

Набор чертежей, который может включать планы обрамления, фасады и разрезы здания для утверждения строителем.

Угол основания

Уголок, прикрепляемый к стене или фундаменту, используемый для крепления нижней части стеновой панели.

залив

Расстояние между осевыми линиями каркаса или основными опорными элементами в продольных направлениях здания.

Балка и колонна

Конструктивная система, состоящая из ряда стропильных балок, поддерживаемых колоннами.Часто используется в качестве торцевого каркаса здания.

Строительный кодекс

Правила, установленные признанным агентством, описывающие расчетные нагрузки, процедуры и детали строительства для конструкций, обычно применяемых в определенной политической юрисдикции (город, округ, штат и т. Д.).

Застроенная секция

Конструктивный элемент, обычно I-образный профиль, сделанный из отдельных плоских пластин, сваренных вместе.

Cee Раздел

Элемент в форме блока «C», образованный из стального листа, который может использоваться как по отдельности, так и вплотную друг к другу.

закрывающая полоса

Полоса, сформированная по контуру ребристых панелей и используемая для закрытия отверстий, образованных ребристыми панелями, соединяющими другие компоненты, сделанные из упругого материала или металла.

Карниз

Линия вдоль боковины, образованная пересечением плоскостей крыши и стены.

Открытие с рамой

Элементы каркаса и планка, окружающие проем.

Фронтон

Треугольная часть торца от уровня карниза до конька крыши.

Грузы

• Вспомогательные нагрузки — Все указанные динамические временные нагрузки, кроме основных расчетных нагрузок, которые здание должно безопасно выдерживать, такие как краны, погрузочно-разгрузочные системы, механизмы, лифты, транспортные средства и ударные нагрузки.
• Сопутствующие нагрузки — Вес дополнительных постоянных материалов, требуемых контрактом, кроме Строительной системы, таких как спринклеры, механические и электрические системы, перегородки и потолки.
• Статическая нагрузка — Собственная нагрузка здания — это вес всей постоянной конструкции, такой как пол, крыша, каркас и элементы покрытия.
• Расчетные нагрузки — нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах, опубликованных федеральными, государственными, национальными или городскими агентствами в спецификациях владельца, которые будут использоваться при проектировании здания.
• Живые нагрузки — Нагрузки, которые создаются (1) во время технического обслуживания рабочими, оборудованием и материалами, и (2) в течение срока службы конструкции подвижными объектами и не включают ветровые, снеговые, сейсмические или статические нагрузки.
• Основная рама — набор стропил и колонн, которые поддерживают второстепенные элементы каркаса и передают нагрузки непосредственно на фундамент.
• Purlin — горизонтальный элемент конструкции, который поддерживает кровельное покрытие и несет нагрузки на основные элементы каркаса.
• Грабли — пересечение плоскости крыши и плоскости торца.
• Конек — горизонтальная линия, образованная противоположными наклонными сторонами крыши, идущими параллельно длине здания.
• Самосверлящий винт — крепеж, совмещающий в себе функции сверления и нарезания резьбы.
• Самонарезающий винт — крепеж, который самонарезает резьбу в предварительно просверленном отверстии.
• Вентилятор — аксессуар, устанавливаемый на крыше, который пропускает воздух.
• Секция Zee — элемент, холодно формованный из стального листа приблизительно в форме буквы «Z».

Трубные эстакады — обзор

12.1 Трубные эстакады — ширина, расстояние между изгибами и высота стоек

Трубные эстакады — это главная магистраль на технологическом предприятии.

Трубные эстакады соединяют все оборудование с помощью трубопроводов, которые не могут проходить через зоны оборудования.

Трубные эстакады обычно располагаются в середине производственных цехов.

Если стеллажи расположены в середине завода, их необходимо сначала установить, прежде чем они будут окружены технологическим оборудованием.

Трубные эстакады поддерживают не только технологические трубопроводы, но и вспомогательные трубопроводы, кабели и лотки для инструментов, а также любое оборудование, которое поддерживается трубной эстакадой и над ней, например, воздухоохладители.

Трубные эстакады требуют тщательного планирования и координации со всеми дисциплинами для облегчения не только логического проектирования, но и для снижения затрат на строительство.

Данные, необходимые для разработки трубной эстакады , включают

•

План участка

•

Диаграммы и идентификаторы

•

Технические характеристики трубопроводов и оборудования

•

Требования к противопожарной защите

Стеллаж для труб Разработка требует следующих входных данных:

•

Схема прокладки линий

•

000 • P&ID73

•

План участка

•

Технические характеристики компоновки завода

•

Спецификации клиента

•

Требования к противопожарной защите

Один раз плюс количество и размер 25

% скидок на будущие потребности и d количество кабельных лотков и требования к разгрузочной линии установлены, можно определить размер стойки.

Для разработки трубной эстакады требуются следующие входные данные:

•

P&ID (технологические схемы и схемы приборов)

○

Указывает размеры линий

○

Показать

Показывает последовательность оборудования

•

Список технологических линий

○

Показывает температуру линии

○

Показывает требования к изоляции73 ○ другие73

в колонке примечаний

•

PFDs (технологические схемы)

○

Показывает рабочие температуры

○

002 Показывает требования к изоляции

003

линейной маршрутизации e После выполнения упражнений можно завершить разработку в отношении ширины стойки , ширины труб, расстояния между изгибами (вертикальные колонны и горизонтальный элемент конструкции), количества и уровней стойки.

Типичный разрез трубной эстакады

Первым шагом в разработке любой трубной эстакады является создание диаграммы линейной маршрутизации . Диаграмма прокладки линий представляет собой схематическое представление всех технологических трубопроводных систем, нарисованных на копии чертежа общего вида трубной эстакады / или на плане участка установки, где трубная эстакада проходит посередине технологической установки.

На основе информации, доступной в первом выпуске P&I Diagram / Process flow diagram, то есть размер линии, номер линии, материал трубы, рабочая температура и т. Д.схема линейной маршрутизации должна быть завершена.

После того, как схема маршрутизации будет завершена, следует приступить к разработке ширины стеллажа, расстояния между колоннами конструкции, пролета пересечения дорог, количества уровней и их отметок.

Расстояние между колоннами трубных эстакад должно определяться с учетом экономических показателей пролета трубы, а также конструкции фермы для размещения двойного пролета для пересечения дороги или исключения подземных препятствий.

Расположение трубных эстакад следует разрабатывать в соответствии с требованиями конкретного предприятия.

Теперь ширину стойки для труб можно рассчитать с помощью типичного поперечного сечения стойки с уровнями.

Обычно трубопроводные эстакады несут технологические линии на нижнем уровне или уровнях, а инженерные сети — на верхнем уровне. Подносы для инструментов и электрических приборов интегрируются на уровне инженерных сетей, если позволяет пространство, или на отдельном уровне над всеми уровнями трубопроводов.

Любая конструкция трубной эстакады должна обеспечивать возможность будущего роста до 25–30% от ширины стойки в свету.

Если на двух соседних линиях требуются фланцы или фланцевые клапаны, фланцы должны быть расположены в шахматном порядке.

Тепловое расширение или сжатие необходимо компенсировать, сохраняя достаточный зазор в том месте, где будут происходить движения.

Зазор первой линии от колонны несущей эстакады должен быть установлен на основе размеров, предоставленных инженерами-строителями.

После анализа всех требований и условий округлить размеры до следующего целого числа. Исходя из экономических соображений, будут выбраны ширина и количество уровней, например, два яруса шириной 30 футов или три яруса стойки шириной 20 футов.

Расстояние между ярусами определяется исходя из трубопровода наибольшего диаметра и его разветвления. Разница между нижней линией трубы в стойке и нижней частью ответвления на выходе из стойки должна быть тщательно определена, чтобы избежать любого вмешательства из-за поддержки, изоляции, размера ответвления и т. Д. Все ответвления от основных линий на трубной эстакаде эстетически снимается на общей стальной поверхности (ТОС).

С учетом вышеизложенного, концептуальная компоновка трубной эстакады должна быть завершена.

Применение навесов на исторических зданиях, ремонт, замена и новый дизайн

ИНФОРМАЦИЯ О КОНСЕРВАЦИИ

Anchor Industries, Inc.

Чад Рандл

Лавочник раскатывает навес в начале рабочего дня; семья собирается под навесом на крыльце поздним летним днем. Это знакомые и убедительные образы более ранней городской и жилой жизни в Америке. На протяжении двух столетий навесы не только играли важную функциональную роль, но и помогали определять визуальный характер наших уличных пейзажей.Тем не менее, по сравнению с историческими фотографиями городских кварталов и кварталов с множеством навесов, сегодняшние улицы часто кажутся простыми и бесцветными.

Навесы витрин над тротуарами и входами были типичными чертами американских городских пейзажей на протяжении большей части XIX и XX веков. Фотография улицы Лаример, Денвер, Колорадо, © 1870, Публичная библиотека Денвера, Коллекция западной истории, x-22058.

На протяжении всей своей истории маркизы пользовались большой популярностью. Наряду с портьерами, занавесками, ставнями и жалюзи они обеспечивали естественный климат-контроль в эпоху до появления кондиционеров и тонированных стекол.Блокируя солнечные лучи, пропуская дневной свет и позволяя воздуху циркулировать между внутренним и внешним пространством, они были удивительно эффективны и рентабельны. Навесы позволяли делать покупки в витринах в дождливые дни; они защищали витрины от выцветания под воздействием солнечного света. На главном фасаде и почти на уровне глаз они играли центральную роль в облике здания. Производители придумали привлекательные, привлекающие внимание навесы с характерными полосами, декоративными подпорками и нарисованными надписями и логотипами.Имея широкий выбор цветов и узоров, владельцы могли выбрать навес, который дополнял бы здание, и получить одновременно стиль и функциональность в относительно доступной упаковке.

В последние годы владельцы зданий и другие люди, интересующиеся историческими зданиями, заново открыли для себя навесы. Местные программы по сохранению «главной улицы», поощряющие — а в некоторых случаях и финансируемые — реабилитационные работы, помогли ускорить возвращение навеса.

Навесы были простым способом украсить дом практически любого стиля.Изображение: Брошюра компании Otis Awning Fabrics, © 1920-е гг.

Постоянные опасения по поводу энергоэффективности также убедили владельцев зданий и застройщиков использовать навесы для снижения тепловыделения, бликов и затрат на охлаждение. Поскольку навесы были настолько распространены до середины двадцатого века, они визуально подходят для многих исторических зданий, в отличие от некоторых других средств энергосбережения.

Этот краткий обзор содержит историческую справочную информацию о различных применениях навесов в Соединенных Штатах; предлагает способы наилучшего обслуживания, ремонта и сохранения исторических навесов; и рекомендует различные обстоятельства, при которых замена в натуральном выражении или новый дизайн навеса могут быть подходящими для исторических зданий.

Навесы — это замечательные строительные элементы, которые мало изменились с течением времени. Записи, относящиеся к древнему Египту и Сирии, отмечают тканые циновки, которые затеняли рыночные прилавки и дома. В Римской империи большие выдвижные тканевые навесы укрывали зоны отдыха амфитеатров и стадионов, включая Колизей. Римский поэт Лукреций в 50 г. до н. Э. Сравнил гром со звуком, который «льняной навес, натянутый над могучими театрами, временами издает трескучий рев, когда много бьют между шестами и крестом. балки.«В течение следующих двух тысячелетий по всему миру появились навесы, а технологии, используемые при их строительстве, мало изменились.

Навесы начала XIX века имели брезентовые покрытия, натянутые между фасадом здания и опорными балками. Каркасы удлинителей не были распространены до позднего века. Фото: Вторая улица, Филадельфия, © 1841, Коллекция фотографий и фотографий, Бесплатная библиотека Филадельфии.

Навесы в XIX веке

Когда навесы стали широко появляться на американских витринах магазинов — в первой половине XIX века — они были простыми, часто импровизированными и строго утилитарными сборками.Основное оборудование состояло из деревянных или чугунных столбов, установленных по краю тротуара и соединенных передней поперечиной. Чтобы поддержать более крупные сооружения, угловые стропила соединяли переднюю поперечину с фасадом здания. Верхний конец полотна соединялся с фасадом гвоздями, люверсами и крючками или прикреплялся к шнуровке, прикрепленной к фасаду болтами. Другой (выступающий) конец холста накрывался или прикреплялся к передней перекладине, причем край часто свисал вниз, образуя балдахин.На витиеватых образцах металлические столбы украшались филигранью, а верхушки украшались наконечниками копий, шарами или другими украшениями. В пасмурные дни или когда дождь не грозил, покрытие часто закатывали к фасаду здания; в зимние месяцы для надлежащего обслуживания требовалось снимать и хранить навесы. На фотографиях середины 1800-х годов часто виден голый каркас, из чего следует, что покрытие расширялось только при необходимости. Брезентовая утка была преобладающей тканью для тентов.Прочная, плотно сплетенная хлопчатобумажная ткань, веками использовавшаяся для изготовления палаток и парусов, холст представляет собой универсальный материал с относительно коротким сроком службы, который компенсируется его низкой стоимостью.

Во второй половине XIX века железные водопроводные трубы стали популярным материалом для изготовления несъемных каркасов навесов. Здесь рама трубы без брезентового покрытия выходит за угол здания в Вашингтоне, округ Колумбия.Фото: Библиотека Конгресса США, Отдел эстампов и фотографий, LC-USZ62-121160.

Навесы стали обычным явлением после Гражданской войны.Металлические водопроводные трубы, которые были быстро адаптированы для каркасов навесов, стали широко доступными и доступными в результате индустриализации середины века. Это был натуральный материал для каркасов навесов, который легко сгибался и соединялся между собой для изготовления различных форм и размеров. В то же время появление парохода заставило брезентовые фабрики и парусных мастеров искать новые рынки сбыта. Развивается индустрия навесов, предлагающая множество вариантов каркасов и тканей, которые можно адаптировать как к витринам, так и к окнам.

Действующие навесы

Во второй половине 19 века стали популярны производимые рабочие маркизы. Раньше у большинства навесов были фиксированные рамы — основной способ убрать покрытие — вручную закатать его по стропилам. Управляемые системы как для витрин, так и для оконных навесов имели выдвижные рычаги, которые шарнирно соединялись с фасадом. Рычаги были опущены, чтобы выдвинуть навес, или подняты, чтобы убрать навес, с помощью простых тросов и шкивов.Поскольку полотно оставалось прикрепленным к каркасу, выдвижные навесы позволили более гибко подходить к затенению, владельцы магазинов могли постепенно регулировать степень покрытия навеса в зависимости от погодных условий. Когда солнце выглянуло из-за облаков, навес можно было легко развернуть. В случае внезапных штормов владельцы могли быстро отодвинуть навес к стене здания, где он был защищен от порывов ветра.

Обувной магазин XIX века в Ричмонде, штат Вирджиния, убрал действующий навес напротив фасада здания.Откидные удлинители поднимались и опускались, что позволяло легко изменять конфигурацию маркизы в зависимости от погодных условий. На этой фотографии показано, как ткань собиралась и подвергалась воздействию элементов при втягивании — одна из причин, по которой позже стали распространяться роликовые маркизы. Фото: Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий, LC-USZ62-99053.

Но у ранних действующих навесов были свои недостатки. В задвинутом состоянии покрытия на ранних этапах эксплуатации навесов прижимались к фасаду здания, где оно все еще частично подвергалось неблагоприятным погодным условиям.(Фактически, ухудшение качества часто ускоряется, поскольку влага скапливается в складках ткани.) Кроме того, втянутая ткань часто закрывала часть оконного или дверного проема и, если ее не сложили осторожно, имела неопрятный вид.

Роликовые навесы

Устраняя недостатки оригинальных навесных навесов, новые роликовые навесы имели деревянный или металлический цилиндр, вокруг которого хранилось полотно, когда навес убирали. В полностью убранном состоянии виден был только балдахин.Ролик обычно крепился болтами к щиту, установленному напротив здания, и защищался деревянным или оцинкованным металлическим кожухом. В некоторых случаях его устанавливали в встроенную в фасад коробку. Для поворота ролика использовалась длинная съемная ручка (так называемая «заводная скоба») или коробка передач и коленчатый вал, прикрепленные к корпусу. Некоторые более поздние модели работали от электродвигателя. Ролики, особенно на оконных навесах, часто содержат пружину, которая помогает убирать навес и предохраняет полотно от чрезмерного провисания.

Роликовая штанга наверху маркизы с фиксированным рычагом изгибается, чтобы освободить ткань. Когда полотно разворачивается, вертикальные рычаги отклоняются вниз от своей нижней точки. Поскольку изображенный навес имел большой выступ, уходящий далеко от стены здания, нижние петли были закреплены на вертикальных направляющих стержнях, прикрепленных к фасаду. Когда маркиза опускается, нижние шарниры рычагов перемещаются вверх по штанге скольжения, чтобы увеличить высоту под полностью выдвинутой маркизой. Фото: файлы NPS.

Большинство роликовых навесов 19-го века имели фиксированные рычаги, похожие на те, что использовались на более ранних навесах. Рычаги прилегали к зданию заподлицо, когда навес убирали, и с помощью силы тяжести выпрямлялись по тротуару, когда его выдвинули. Когда выступ навеса на фасаде магазина превышал его падение более чем на фут, его длинные ручки были соединены с регулируемым скользящим стержнем, а не шарнирно прикреплены непосредственно к увеличивающемуся фасаду здания вдоль тротуара.

Формы и полосы

В этот период также появилось расширенное разнообразие доступных цветов холста, узоров и форм балдахина. Некоторые покрытия были окрашены в сплошной цвет; особенно популярны были оттенки сланца, желто-коричневого и зеленого. Другие нарисовали полосы на верхней поверхности холста. Компании по производству навесов разработали красочный словарь полос навесов, которые улучшили декоративные схемы зданий и в некоторых случаях служили основной декоративной особенностью здания.

Широкий выбор полосатых узоров вывел маркизу за пределы ее первоначальной утилитарной функции и стал декоративным и привлекательным элементом здания. Фото: Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий, LC-D4-62072.

Более широкий выбор вариантов рамы и полотна побудил переоценить маркизы просто как средство защиты от дождя и солнца. Домовладельцы обнаружили, что навесы нового поколения могут улучшить схемы окраски экстерьера и повысить визуальную привлекательность их домов.

Производители разработали новые формы, цвета, узоры и фурнитуру навесов для различных стилей дома, дверей, окон и крыльцов. Они были доступным, быстрым и простым усовершенствованием. Они также оказались легким средством захвата внешнего пространства. Домовладельцы могли использовать крытые тентами балконы, веранды и патио в любое время суток; продуктовые магазины смогли превратить тротуары в открытые выставочные площадки, защищенные от солнечного света и быстрых изменений погоды. На Мэйн-стрит предприятия использовали расширенный ассортимент навесов, чтобы привлечь внимание к своим зданиям яркими цветами, причудливыми полосами и экзотическими гребешками.Навесы все чаще использовались как знаки, идентифицирующие имя владельца, предлагаемые товары или год основания. Это была тенденция, кульминацией которой более века спустя стали установки навесов, в которых укрытие было второстепенным по сравнению с рекламой.

Навесы в 20 веке

Маркизы

с ножничными рычагами имеют пару вертикальных шарнирных рычагов с обеих сторон узла, поддерживающих переднюю планку. Чтобы развернуть навес, ролик поворачивают, а рычаги выдвигаются наружу, оттягивая крышку от ролика.Фото: файлы NPS.

Разработка навесов в начале двадцатого века была сосредоточена на улучшении их работоспособности. Разновидности роликовых навесов были направлены на то, чтобы предлагать все более индивидуализированный продукт, вмещающий широкий спектр конфигураций и стилей витрин.

Появились новые навесы со складными рукавами, которые работали как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, в дополнение к навесам с фиксированным рычагом, разработанным в конце 19 века. Вертикальные складывающиеся руки состояли из меньших шарнирных рычагов, которые скрещивались, как ножницы.Под действием силы тяжести руки вытянуты наружу, снимая покрытие с ролика. Подобно маркизе с фиксированным рычагом, шаг маркизы ножничного типа варьировался в зависимости от того, был ли он полностью или только частично выдвинут.

Несколько отличным был «навес с боковым плечом», горизонтально действующий навес, который работал как человеческий локоть с пружинным действием в руках, выталкивающих наружу в сторону улицы, разворачивая покрытие с ролика и поддерживая натяжение. Маркизы с боковыми рычагами имели неглубокий перепад, который оставался относительно постоянным независимо от того, насколько далеко были выдвинуты рычаги. Маркизы с ножничными рычагами имеют пару вертикальных шарнирных рычагов по обе стороны от узла, поддерживающего переднюю планку.Чтобы развернуть навес, ролик поворачивают, а рычаги выдвигаются наружу, оттягивая крышку от ролика. Управляемые маркизы, будь то фиксированные кронштейны, ножницы или боковые кронштейны, быстро завоевали популярность, поскольку клиенты стали ценить гибкость, скрытый внешний вид и более длительный срок службы, которые стали возможными благодаря роликовым блокам.

Навесы с боковыми кронштейнами были предпочтительны на больших высотах, особенно с листовым стеклом (где вертикальные кронштейны нельзя было прикрепить к фасаду здания).Когда навесы с боковыми кронштейнами устанавливались поперек широкой витрины магазина или крыльца, производители рекомендовали располагать кронштейны примерно с интервалом в восемь футов. Фото: файлы NPS.

Новые покрытия

Медленнее менялась ткань, покрывающая навесы. Брезентовая утка оставалась распространенной тканью для навесов в первой половине двадцатого века. Однако его склонность к растяжению и выцветанию, а также его восприимчивость к плесени и легковоспламеняющимся материалам, таким как сигареты и спички, побудили производителей навесов искать альтернативы.Вскоре после Второй мировой войны на холст впервые было нанесено виниловое пластиковое покрытие, повышающее выцветание и водостойкость. К 1960-м годам виниловые смолы, акриловые волокна и полиэфирные материалы использовались для обеспечения более долговечного покрытия маркизы. По иронии судьбы, как раз когда эти инновации обещали более прочные навесы, индустрия тканевых навесов почувствовала ослабляющее воздействие изменения архитектурной моды, повсеместного внедрения кондиционирования воздуха и растущей доступности алюминиевых навесов.

В послевоенную эпоху в коммерческой архитектуре доминировал модернизм. Фирменная форма стиля — строгие стальные, стеклянные и бетонные коробки — мало использовалась для тканевых навесов. Цветные навесы казались старомодными, нежелательным отвлечением от плавных линий эстетики машин. Вместо этого предпочтение отдавалось перфорированным структурным экранам или brises-soleil (французский язык: «разбивает солнце»), которые объединяли функции затенения с новыми формами зданий. Предполагалось, что новые постройки не нуждаются в навесах.Впервые широко доступный механический кондиционер угрожал сделать навес ненужным пережитком более ранней эпохи. Компании по производству навесов сопротивлялись аргументам, что традиционные системы затенения могут уменьшить требуемый размер и инвестиции в системы кондиционирования воздуха. Хотя брезентовые навесы продолжали использоваться на современных зданиях, часто выбирались новые типы навесов из алюминия и стекловолокна.

Широко доступные к 1950-м годам алюминиевые навесы рекламировались как более долговечные и менее затратные в обслуживании, чем традиционные навесы.Хотя они использовались в небольших коммерческих структурах, они были особенно популярны среди домовладельцев. Алюминиевые навесы изготавливались с планками, называемыми «сковородками», расположенными горизонтально или вертикально. Для разнообразия и соответствия строению, к которому они были применены, можно было расположить рейки разного цвета, чтобы создать полосы или другие декоративные узоры. В то время как алюминиевые навесы обычно фиксировались, в 1960-х годах было разработано несколько действующих роликовых навесов, в том числе один с торговым названием Flexalum Roll-Up.

Спустя годы после Второй мировой войны алюминиевые навесы широко использовались как на витринах магазинов, так и в жилых домах.Управляемые алюминиевые навесы имеют подпружиненный ролик в передней панели. Фото: файлы NPS.

Также в этот период производимые плоские металлические навесы были все более популярными, использовались в новом коммерческом строительстве и при реконструкции существующих витрин. Они были особенно распространены на юге, где затенение было критичным для комфорта как покупателей у витрин, так и интерьеров магазинов. Навесы, которые часто изготавливаются из алюминия, могут простираться через один фасад или соединяться, чтобы простираться вдоль всего блока.

Новые формы

Растущее использование фиксированных алюминиевых рам и пластиковых покрытий стимулировало разработку новых форм навесов в 1970-х и 1980-х годах. Нередко навес служил основным знаком бизнеса. Все чаще появлялись мансардные навесы, вогнутые навесы, четвертьокруглые навесы и четвертьокруглые с закругленными концами купола. У большинства из них были виниловые или другие пластиковые покрытия, которые рекламировались как более эластичные, чем традиционные материалы.Обладая смелыми буквами и цветами, которые часто подчеркивались за счет освещения навесов изнутри, эти навесы были обычным явлением на новых коммерческих площадках и даже были популярны внутри закрытых торговых центров и фуд-кортов. Их также применяли, менее успешно, к более старым или историческим зданиям, где их форма, размер и материал мало походили на традиционные навесы.

Хотя в 1950-х и 1960-х годах повсеместное распространение парусиновых навесов на Мейн-стрит прекратилось, они оставались умеренно популярной чертой жилой архитектуры.Новые материалы и технологии, такие как боковые рычаги, акриловая ткань и алюминий, сохранили актуальность навеса для послевоенного ранчо и предоставили экономичный способ обновить старые конструкции. Разноцветные навесы помогали жителям пригородов отличать свои дома от других аналогичных моделей по соседству.

Навесы сегодня

Сегодня навесы бывают самых разных форм, размеров, каркасов и тканей. Фиксированные круглые навесы с задней подсветкой и широкими лицевыми панелями с названиями компаний, логотипами, номерами телефонов и уличными адресами служат скорее знаками, чем зонтиками.Рестораны и другие торговые сети используют навесы с подсветкой с национально признанной фирменной графикой, а также полосами и цветными узорами для привлечения клиентов вдоль пригородных полос. Треугольная форма рамы навеса снова стала популярной в последние годы, во многих случаях играя ностальгию по традиционным навесам. Относительно новые навесные навесы с навесом обычно используются в новом коммерческом строительстве. Эта система имеет сварную раму из экструдированного алюминия с прорезью на внешнем крае.Тканевое покрытие натягивается, а концы фиксируются в пазу скобами из оцинкованной стали. Виниловая накладка закрывает канавку, защищая края ткани и обеспечивая ровный вид.

Помимо торгового центра, навесы также снова появляются в исторических деловых районах и жилых кварталах. В этих местах новые навесы обычно имеют фиксированные рамы или управляемые боковые рычаги, которые мало чем отличаются от навесов столетней давности.Каркасы навесов с фиксированной рамой изготавливаются либо из алюминия, либо из тонкостенных гальванизированных или оцинкованных стальных труб, сваренных вместе. Каркасы крепятся к фасадам зданий с помощью хомутов, z-образных зажимов и другой фурнитуры. До недавнего времени действующие навесы, которые можно было найти в исторических торговых районах, были в основном с историческими рамами и оборудованием, которые сохранились до наших дней. Но новые навесы с боковыми кронштейнами и алюминиевыми рамами с порошковым покрытием становятся все более распространенным выбором для владельцев зданий, которым требуется удобство работающей системы.

Окрашенные в растворе акриловые краски и смешанные ткани из полиэстера и хлопка с акриловым покрытием часто используются для имитации исторических покрытий маркиз. Эти относительно новые материалы напоминают холст по внешнему виду и текстуре, но при этом обладают большей прочностью и долговечностью. Поскольку акриловые материалы сотканы (полосы и цвета вплетены непосредственно в ткань, а не нарисованы на поверхности), они долговечны и позволяют свету проникать внутрь, сохраняя тепло. Они быстро сохнут, тем самым уменьшая ущерб, вызываемый плесенью, и содержат ингибитор ультрафиолета, который еще больше снижает повреждение солнечным светом.Также используются полихлопковые ткани, покрытые тонким акриловым слоем, который отталкивает грязь и устойчив к истиранию. И акриловые, и полихлопковые ткани не растягиваются и не сжимаются, как традиционный холст, поэтому их, как правило, легче измерить, разрезать и установить.

Эта химчистка 1950-х годов оснащена алюминиевым навесом, который своим вертикальным рисунком и чередующимися полосами дополняет керамогранитные эмалированные панели и алюминиевые стойки фасада. Навес является важным элементом исторического облика здания.Фото: файлы NPS.

Если навесы уже установлены на историческом здании, их следует оценить, чтобы определить, соответствуют ли они возрасту, стилю и масштабу здания, используя критерии, указанные ниже. Навесы с подсветкой и купольные навесы обычно не подходят для 19 века и других исторических зданий, в то время как алюминиевые навесы могут быть идеально совместимы со зданиями 1950 или 60-х годов. Приближается время, когда некоторые алюминиевые навесы могут даже считаться подходящими для старых зданий, если навесы являются частью обновленной витрины или являются центральными элементами нетронутой послевоенной перестройки экстерьера здания.

Когда установлено, что существующий навес соответствует зданию, необходимо разработать программу ремонта и регулярного технического обслуживания. Необходимо оценить состояние его покрытия, оборудования, соединений между оборудованием и зданием, а также работоспособность навеса. Оборудование, такое как рычаги, ролики и редукторы, может нуждаться только в очистке и смазке. В других случаях может потребоваться более существенный ремонт маркизной компанией, знакомой с историческим оборудованием.

Ремонт и обслуживание тентов

Лучшая практика сохранения — поддерживать и восстанавливать исторические объекты. Надлежащий уход и обслуживание существующих навесов и навесов продлит срок службы оборудования и покрытия, обеспечивая при этом безопасность проходящих под ними. Детали для исторического оборудования все еще можно приобрести у некоторых поставщиков либо из имеющихся запасов, либо в виде новых произведенных деталей. В некоторых случаях новое морское и водное оборудование может заменить отсутствующее историческое оборудование для навесов.Поврежденные части все еще популярных рам из оцинкованных труб можно легко согнуть до нужной формы или, при необходимости, заменить практически идентичным материалом.

Эти навесы типа «раскладушка» из стекловолокна, хотя и не такие старые, как здание 1930-х годов, к которому они были прикреплены, являются важными элементами, которые приобрели значение. Они были сохранены при недавнем ремонте здания. Фото: файлы NPS.

Текущее обслуживание заключается в поддержании смазки всех шарниров и шестерен и их очистки от мусора.Регулярные осмотры также должны включать проверку рамы и оборудования на наличие ржавчины. Такие участки следует незамедлительно очистить и покрасить, так как ржавчина может обесцветить и испортить тканевые покрытия. При правильном ремонте и обслуживании тентовой фурнитуры срок ее службы может быть значительно увеличен.

Воздействие элементов и ограниченный срок службы даже новых акриловых тканей означает, что ремонт и замена покрытия, вероятно, будут происходить чаще, чем любые работы с каркасом или оборудованием.Долговечность любого тканевого покрытия во многом зависит от того, где оно установлено и как за ним ухаживают. Например, навесы под нависающими деревьями уязвимы для сока, фруктов и помета животных, содержащих кислоты, которые могут испортить и обесцветить ткани. Ветви, флаги, баннеры или другие предметы, задевавшие навес, могут истирать ткань маркизы. При правильном уходе акриловые ткани на несъемных навесах имеют срок службы от восьми до пятнадцати лет при круглогодичной выдержке.

Регулярная уборка продлит срок службы любого навеса.Примерно раз в месяц покрытие следует промывать чистой водой из шланга. Выбирайте солнечный день, чтобы ткань высыхала быстро и основательно. Выдвижные навесы должны быть вытянутыми, пока они полностью не высохнут. Нижнюю часть маркизы можно содержать в чистоте, чистя ее бытовой метлой. Регулярная чистка помогает предотвратить попадание грязи в ткань. По крайней мере, два раза в год маркизу следует аккуратно протирать мягкой щеткой и мягким натуральным мылом (не моющим средством) и ополаскивать из садового шланга.Каждые два-три года рекомендуется профессиональная уборка. Во время этого процесса покрытие обычно снимается со здания, моется и обрабатывается соответствующим водоотталкивающим раствором. Местные компании по производству навесов могут предложить эту услугу, или владелец здания может отправить покрытие в специализированную фирму по очистке навесов. В зависимости от стиля рамы и ткани некоторые маркизы можно чистить, не снимая.

Хотя большинство фиксированных навесов остаются на месте круглый год, они служат дольше, если их снять в конце теплого сезона.Желательно, чтобы покрытия снимались в навесной службе, которая может их почистить, при необходимости подшить швы и хранить на зиму. Владельцам недвижимости, снимающим тентовые покрытия, необходимо хранить их в сухом месте с хорошей циркуляцией воздуха.

Если покрытие начинает провисать между чистками, необходимо как можно скорее устранить причину (предмет наверху, растягивающий материал, ослабленные шнурки, поврежденный шов). Когда в здании проводятся другие работы по техническому обслуживанию или ремонту, рекомендуется временно удалить фиксированные навесы, так как они легко повреждаются или окрашиваются материалами, падающими сверху.

Покрытия для навесов, хотя и более прочные, чем в прошлом, все же могут образовывать разрывы и дыры, вызванные лестницами, падающими деревьями и вандализмом. Ткань, срок службы которой подходит к концу, наиболее уязвима для разрывов по швам. Хотя для ремонта обычно призываются маркизные компании, предприимчивые владельцы могут взять на себя некоторые работы. Если повреждение незначительное, ремонтные работы можно проводить, пока навес остается на месте. Небольшие дыры или разрывы в акриловых покрытиях можно немедленно обработать горячей иглой или шилом, которые расплавят потертые края и предотвратят распространение повреждений.Доступны патч-комплекты, которые действуют как пластыри, удерживая разорванные края вместе. Эти наклеенные или пришитые к ткани заплатки позволяют просвечивать цвет навеса, но при этом имеют полуглянцевый блеск. Для значительных повреждений необходимо снять покрытие и, как правило, отправить его в швейный цех. Там работа может включать в себя вставку заплатки, повторную строчку швов или замену всей тканевой панели. Если маркиза относительно новая, можно получить хорошее соответствие между заменяемым и оригинальным материалом.

Поскольку ткани для навесов подвержены атмосферным воздействиям и износу, а оборудование подвергается воздействию элементов, некоторые навесы могут не подлежать ремонту. В зависимости от обстоятельств, новые навесы могут заменить изношенные существующие навесы в натуральном виде или могут быть установлены там, где они когда-то стояли, как показано в графической или физической документации. В других случаях они могут быть установлены заново там, где раньше не было навесов, при условии, что они совместимы с историческим зданием.Независимо от обстоятельств, важно выбрать подходящую форму навеса, материал, размеры рамы, вывески (если есть) и размещение на фасаде.

Коробка передач, скользящая штанга, ролик, передняя штанга и выдвижной рычаг показывают, что на этом фасаде XIX века когда-то был выдвижной навес. Вполне вероятно, что после небольшого ремонта уцелевшее оборудование можно будет снова привести в рабочее состояние, восстановить с помощью холста или акриловой ткани и повторно использовать для обслуживания витрины. Фото: файлы NPS.

Если состояние исторически приемлемого существующего навеса не подлежит ремонту, его следует использовать в качестве основы для выбора замены. Когда исторический навес отсутствует, владельцы должны сначала поискать доказательства предыдущей установки навеса. Доказательства могут быть физическими или документальными. Существование уцелевших аппаратных средств — роликов и рычагов, коробок передач, зажимов и других крепежных деталей — или признаков того, что оборудование когда-то было на месте, например отверстий для болтов или утопленных роликовых ящиков, — являются наиболее вероятными формами вещественных доказательств.

Проекты реконструкции витрины часто обнаруживают скрытые и вышедшие из употребления навесы, которые можно либо отремонтировать, либо, по крайней мере, предположить, какой тип навесов был ранее установлен. Это особенно верно для навесов, у которых был стержень привода, коробки передач и, возможно, двигатели, скрытые в углублениях внутри стены здания. Защищенные от непогоды, эти предметы, скорее всего, сохранятся в ремонтопригодном состоянии. Иногда вещественные доказательства более ранних навесов можно найти в подвале или на верхних этажах, где оборудование и даже старые покрытия могли храниться после снятия с фасада.Зажимы, крепления и отверстия для болтов во внешней стене могут выявить положение, тип и размеры отсутствующей установки навеса. Например, арматура или другие отметки на боковой стороне входа или окон указывают на то, что навес с фиксированным плечом присутствовал, а не с боковым кронштейном. Коробки передач указывают на выдвижную, а не на фиксированную маркизу.

Когда клерк округа Морган, Западная Вирджиния, пытался уменьшить блики в офисах здания суда, она обнаружила фотографию 1940-х годов, на которой изображены комплекты навесов на первом этаже.Фото: Фрэнсис Видмейер и Дебра Кесекер.

Исторические фотографии и рисунки — это основной документальный ресурс, используемый для определения более ранней конфигурации навеса. Фотографии имеют дополнительное преимущество: они предоставляют информацию о покрытии, такую ​​как рисунок полос, тип балки и надписи. Когда старые фотографии показывают, что исторический характер здания частично определялся характерными навесами, целесообразно установить новые навесы, которые повторяют их внешний вид.Если есть свидетельства того, что навесы когда-то были, но нет информации об их цвете или указателях, следует выбрать цвет, соответствующий историческому характеру здания и района.

Используя исторические фотографии в качестве ориентира (см. Фото выше, слева), были установлены новые навесы с аналогичной формой и рисунком полос, повышающие комфорт сотрудников и защищающие документы округа от прямых солнечных лучей. Фото: файлы NPS.

Там, где в настоящее время нет навеса и нет свидетельств того, что он был в прошлом, все же возможно добавить навес к историческому зданию без изменения отличительных черт, повреждения исторической ткани или изменения исторического характера здания.Новый навес должен быть совместим с особенностями и характеристиками исторического здания, а также с соседними зданиями или историческим районом, если применимо. Исторические фотографии похожих соседних домов с навесами также могут быть полезны при выборе подходящей установки. При выборе и установке нового навеса следует учитывать ряд других факторов: форму, масштаб, массу, размещение, обозначения и цвет.

Простые навесы навесного типа с акриловыми или брезентовыми покрытиями и свободно висящие балдахины подходят для большинства исторических резиденций с прямолинейными проемами.Фото: файлы NPS.

Форма

Традиционно жилые и коммерческие навесы имели треугольное сечение, обычно с балдахином, свисающим с внешнего края. Ранние образцы этих навесов-навесов имели простые каркасы, состоящие из труб или досок, отходящих от фасада здания и поддерживаемых на столбах. Ранние выдвижные версии продолжили эту треугольную форму. Новые формы навесов появились в конце 19 века, чтобы приспособиться к расширяющемуся разнообразию конфигураций дверей и окон.Навесы оконных створок имели коробчатую форму, чтобы приспособиться к открытию вертикальной створки наружу. Оконные проемы с арочными вершинами, например, в итальянских домах и коммерческих зданиях, часто затенялись навесами с соответствующими вершинами.

Купольный навес был неподходящим дополнением к этому зданию 1890-х годов. Чтобы претендовать на исторические налоговые льготы, новый виниловый навес был заменен навесом с навесом с тканым акриловым покрытием, напоминающим холст. Фото: файлы NPS.

Как правило, традиционные навесы подходят для большинства исторических окон, дверей и витрин. Предпочтительно (а в некоторых исторических районах и требуется), чтобы эти навесы имели свободно свисающие балки, так как они характерны для исторических навесов. Четверть-круглые навесы, современные мансардные навесы и другие современные коммерческие конструкции с расширенными фиксированными балками не имеют прецедентов в традиционном дизайне навесов и обычно не подходят для исторических зданий.

Точно так же не рекомендуется установка скоб в исторических зданиях. Одной из отличительных черт системы вшивания скоб является исключительно упругий внешний вид без складок; действительно, это главная привлекательность системы применительно к новому строительству. Однако исторические навесы были либо выдвижными, либо строились с накидкой на раму. Обе формы имели изрядную податливость ткани. Скобовые системы, особенно с длинными балками, обычно выглядят более подходящими для новой конструкции.Хотя они не рекомендуются для установки в большинстве исторических зданий, они могут быть подходящими для строительства засыпки в историческом районе.

Одиночные навесы не должны устанавливаться более чем над одной дверью или оконным проемом. Над каждым из этих проемов уместнее будет отдельный навес с брезентовым или акриловым покрытием. Фото: файлы NPS.

Масштаб, массирование и размещение

Поскольку их основное предназначение было скорее функциональным, чем декоративным, навесы традиционно устанавливались только там, где это было необходимо.Оконные навесы чаще всего встречались на фасадах зданий с южной экспозицией в северных районах США и на возвышениях как с северной, так и с южной экспозицией на юге Соединенных Штатов. Их также находили на восточных и западных возвышениях, а иногда и на отдельных окнах. Выдвижные навесы изначально были более распространены в северном климате, где навесы требовали дополнительной защиты от экстремальных погодных условий.

Эти оконные навесы сегодня соответствуют тому, что появилось в 19 веке.Ткань немного провисает на рамах, подзоры свободно свисают, у каждой оконной ниши свой навес, рамы навесов устанавливаются внутри проемов. Фото: Майк Джексон.

Дизайн конкретного коммерческого здания повлиял на размещение навесов. В одних витринах с традиционными стеклянными фрамугами маркиза располагалась под транцем, в других — над транцем. Как в коммерческих, так и в жилых зданиях навесы были достаточно широкими, чтобы закрывать оконные проемы, которые они закрывали; один навес редко закрывает два и более пролетов.На фасаде магазинов они не располагались на фасаде здания выше, чем это было необходимо для затенения входа и витрины. Таким образом, при установке новых навесов на исторических зданиях важно убедиться, что покрытие не затеняет отличительные архитектурные особенности здания.

Этот послевоенный алюминиевый навес не отражает характер этой резиденции XIX века и может быть заменен во время проекта восстановления тканевым навесом, более соответствующим возрасту и внешнему виду здания.Фото: файлы NPS.

Кроме того, установка нового навеса не должна приводить к повреждению исторических материалов. Зажимы и крепежные детали, используемые для крепления каркасов навесов, должны проникать в швы раствора, а не в кирпичную или другую кладочную поверхность. При установке новых щитов и роликов необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить карнизы или фрамуги. Наконец, размещение, размер и форма навеса должны соответствовать историческому характеру здания.

Материал

Исторически сложилось так, что навесы покрывали холстом, который был либо однотонным, либо окрашенным в полоски.Во второй половине двадцатого века холст вышел из моды и был вытеснен винилом и другими синтетическими тканями. По разным причинам, в частности, из-за его отражательной способности и текстуры винил, как правило, неподходящий материал для навесов на исторических зданиях. Многие исторические комиссии по обзору отмечают несоответствие винила в своих рекомендациях и призывают использовать холст, смеси холста или акрил, который напоминает холст.

Атмосферостойкие акриловые ткани, такие как окрашенный в растворе акрил и полиэфирно-хлопок с акриловым покрытием, напоминают исторический вид холщовых покрытий, но при этом обеспечивают новый уровень прочности, стойкости цвета и простоты использования.Качественные покрытия из полихлопка могут быть более подходящими в некоторых случаях, потому что, как и у традиционных навесов, цвета и полосы наносятся непосредственно на верхнюю поверхность, а нижняя сторона остается жемчужно-серого цвета.

Соответствующая надпись, например, на балке этого роликового навеса, может служить отличительным указателем, не умаляя исторического характера здания. Фото: файлы NPS.

Вывески

Навесы на коммерческих зданиях не только укрывают покупателей и товары, а также снижают яркость и температуру, но и предлагают ценное рекламное пространство.На фотографиях середины XIX века на наклонных покрытиях и боковых створках навесов виден широкий спектр надписей и логотипов — названий компаний, видов торговли (чулочно-носочные изделия, телеграф), номеров улиц. Чаще всего фирменное наименование или услугу владельца магазина помещали на балдахин, свисающий с края навеса. Передняя обшивка обеспечивала плоскую поверхность, видимую независимо от того, был ли навес задвинут к стене здания или полностью выдвинут. Однако многие заведения оставили свои навесы без украшений, без каких-либо надписей.

Сегодня создание больших буквенных знаков на новом навесе в рамках реабилитационного проекта требует особой осторожности и не во всех случаях целесообразно. Исторические примеры такой надписи, использовавшейся задолго до начала любого местного контроля над указателями, часто отражали характер района: например, более престижные районы розничной торговли были более зарезервированными, чем районы оптовой торговли. Современные надписи на навесах могут добавить визуальный интерес и коммерческую индивидуальность, но их следует спроектировать с учетом исторического характера здания и его исторического района.

Зеленые и бордовые полосы, которые украшают эти навесы на крыльце, дополняют гармонирующие ставни и кирпичный фасад. Фото: файлы NPS.

Цвет

Как и в прошлом, разнообразие цветов навесов является подходящей характеристикой при повторном внедрении навесов в исторических районах. Начиная с 19 века, маркизы имеют различные узоры в полоску и обширную цветовую палитру. Эти яркие, даже причудливые конструкции украшали фасады зданий, как галстук или шарф к костюму.Яркость, которую они придавали городским улицам и районам, является частью истории этих сред, и аналогичные результаты могут быть достигнуты и сегодня.

Поскольку коммерческие навесы часто переходят в общественную полосу отвода, муниципальные строительные департаменты обычно регулируют их использование. Правила определяют тип конструкции (материалы и размеры элементов каркаса, использование огнестойких тканей), минимальную высоту над тротуаром (обычно от семи до десяти футов), минимальное расстояние между выступающим краем и бордюром (обычно от одного до двух футов). ), и максимальной проекции от стены здания.Такие правила предназначены для обеспечения того, чтобы навесы были надежно построены, не создавали угрозы для пешеходов и не подвергались риску от широко загруженных грузовиков. Надпись, цвет и отношение к смежным конструкциям навесов также могут быть предметом рассмотрения и утверждения строительным отделом.

Местные исторические районные комиссии и ассоциации благоустройства микрорайонов часто публикуют на своих веб-сайтах инструкции по использованию навесов. Изображение: Ripon Main Street, Inc.

Работы по установке навесов на зданиях, расположенных в исторических районах, скорее всего, будут проверены комиссией исторического района (HDC).HDC также могут рассматривать заявки на гранты и рекомендовать утверждения программ улучшения фасадов, если такие программы существуют. Хотя комиссии рассматривают проекты на индивидуальной основе, многие из них разработали руководящие принципы, которые касаются общих вопросов и местных проблем, связанных с навесами и навесами.

Часто местные руководящие принципы проектирования основываются на стандартах и ​​рекомендациях министра внутренних дел по восстановлению исторических зданий. Эти стандарты устанавливают принципы, призванные обеспечить аккуратное добавление новых элементов, не повредить историческую ткань и совместимость с историческим характером здания.

Как и все внешние элементы здания, которые подвержены воздействию снега, дождя, солнечного света, ветра и загрязнения, навесы требуют регулярного внимания. Покрытые даже современными материалами, они требуют обслуживания, ремонта и, в конечном итоге, замены. Навесы часто меняют в первую очередь, когда исторические здания меняют владельцев или пользователей. Часто они играют важную роль в придании исторического характера зданию. Важно, чтобы владельцы, архитекторы, инженеры, историки и другие учитывали это при планировании работ над историческим зданием.

Тенты и Солнце

Хотя на их эффективность может влиять множество факторов, включая местоположение, климат, размер окна и тип стекла, преимущества энергоэффективности навесов очевидны. По данным Министерства энергетики, навесы могут снизить приток тепла до 65% на окнах, выходящих на южную сторону, и до 77% на окнах, выходящих на восток. Навесы снижают нагрузку на существующие системы кондиционирования воздуха и позволяют устанавливать новые системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха меньшей мощности, что снижает затраты на закупку и эксплуатацию.Кондиционерам нужно работать реже, реже. При использовании с кондиционерами навесы могут снизить затраты на охлаждение здания до 25% *.

Навесы предлагают владельцам исторических зданий ряд преимуществ. Навесы могут сделать ненужным множество других изменений, внесенных в здания во имя энергоэффективности. Навесы обеспечивают почти такое же уменьшение бликов и меньшее тепловыделение, как тонированные окна или оконные пленки, но при этом сохраняют исторический вид фасада здания.Они помогают защитить исторические окна и витрины, позволяют окнам оставаться открытыми и циркулировать прохладному воздуху даже в ненастную погоду. В теплом климате они уменьшают необходимость замены существующих окон новыми стеклопакетами с целью энергосбережения.

Финансирование работы над навесами и навесами

В некоторых коммерческих районах местные ассоциации «главной улицы», торговые палаты или районные отделения по развитию бизнеса предлагают помощь в проектах восстановления навесов.Такие организации могут спонсировать программы грантов или программы ссуд под низкие проценты за счет средств, которые можно использовать для работы с навесами. Эти инициативы, часто в сочетании с программами улучшения фасадов и указателей, улучшают визуальный характер улицы или района, поощряют соблюдение правил и компенсируют в некоторых случаях более высокую стоимость исторически приемлемой установки. Когда здание находится в историческом районе, могут существовать дополнительные гранты, ссуды и налоговые льготы. Доступность финансовой помощи в этих случаях обычно зависит от завершения реабилитационных работ в соответствии с установленной практикой сохранения.

Благодарности

Чад Рэндл — историк архитектуры из Службы технической сохранности, Отдел служб сохранения наследия, Национальный центр культурных ресурсов, Служба национальных парков в Вашингтоне, округ Колумбия.

Автор благодарит следующих за их помощь в подготовке и обзоре этого краткого обзора. Скотт Мэсси из компании Awning Cleaning Industries; Уолтер Л. Конин из John Boyle & Company, Inc.; Джейкоб И. Люкер из Muskegon Awning; Стив Моренберг из Reeves Brothers, Inc.; Карен Мушеч из Международной ассоциации промышленных тканей; Роберт Монтгомери из Montgomery Shade & Awning, Ltd.; Мишель Чапек из компании Astrup; Брюс Н. Райт из Fabric Architecture; Линкольн Х. Кристенсен из Anchor Industries, Inc.; Майк Джексон, FAIA, Агентство по сохранению исторического наследия Иллинойса; Стивен Стоуэлл из Исторического совета Лоуэлла; Шэрон С. Парк, FAIA, Майкл Дж. Ауэр, Кей Д. Уикс, Энн Э.Гриммер, Лорен Ван Дамм и Чарльз Э. Фишер из Службы сохранения наследия, Служба национальных парков.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национальных исторических памятников с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Комментарии к этой публикации следует направлять: Чарльзу Фишеру, менеджеру программы технических публикаций, Служба технической сохранности, Служба национальных парков (Org.2255), 1849 C Street, NW, Washington, DC 20240. Эта публикация не защищена авторским правом и может быть воспроизведена без штрафных санкций. Приветствуются нормальные процедуры кредитования автора и Службы национальных парков. Если не указано иное, фотографии взяты из файлов NPS. За исключением фотографий NPS, фотографии, используемые в этой публикации, не могут использоваться для иллюстрации других публикаций без разрешения владельцев.

Апрель 2005 г.

Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Справочник, глава 30: Fenestration , Атланта: ASHRAE, 2001.

«Навесы снова в стиле», Традиционное здание , январь / февраль 1997 г., 76.

Chandler, Ernest, Навесы и палатки: строительство и дизайн , Нью-Йорк: Эрнест Чандлер, 1914.

«Слияние старого и нового», Ткани и архитектура , сентябрь / октябрь 1994 г., 42-45.

Маккенфус, Лаура А. и Фишер, Чарльз Э., Техническое примечание: Windows № 7, оконные навесы Вашингтон, округ Колумбия: Служба национальных парков, U.S. Департамент внутренних дел и Технологический институт Джорджии, 1984.

Моренберг, Стив, «Навесы сквозь века», Industrial Fabric Products Review , сентябрь 1993 г.

Министерство энергетики США, Естественное охлаждение вашего дома , Информационный бюллетень Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, Министерство энергетики США / Ch20093-221, октябрь 1994 г.

White, Anthony G. Awnings, Canopies and Marquees: A Selected Bibliography , Vance Bibliographies, Architecture Series: Bibliography #A, 1986.

наука о силах и статических конструкциях

Как работают здания: наука о силах и статических конструкциях Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 27 ноября 2019 г.

Удивительные здания делают удивительные города. Но что делает удивительным постройки так …. изумительные ? Помимо того, что приятно смотреть и замечательно работать, удивительное здание довольно часто продукт очень умной инженерии.Другими словами, он построен не только на камнях или земле, но и на новейшей науке и технология. Удивительные здания выдерживают землетрясения и авиакатастрофы. Они могут нагреть себя, используя немногим больше, чем солнечный посмотреть. Они используют передовые материалы очень продвинутым образом, поэтому вы никогда не придется красить столярку или мыть окна. Давай ближе посмотрите на некоторые науки, скрывающиеся в местах, где мы живем, работать, спать и дышать!

Фото: Стальной каркас: вы можете смотреть на здание и думать, что стены держат его, но современное здание с такой же вероятностью будет поддерживаться скрытым стальным каркасом.В этом частично построенном общественном центре сеть гигантских стальных балок, связанных друг с другом, действует как каркас, опираясь на бетонный фундамент. Кирпичи строятся вокруг внешней стороны стального каркаса, чтобы придать привлекательный традиционный вид, но они в основном косметические: большая часть сил, удерживающих здание, будет поддерживаться сталью внутри.

Как гравитация действует на здания

Всем детям нравится строить! Собираем ли мы LEGO® блоки или игральные карты в гостиной, палки в лесу или песчаные замки на пляже, в душе мы все архитекторы и строители.Вспомните, когда вы в последний раз делали что-то таким образом. Что было самая большая проблема, с которой вы столкнулись? Одна из вещей, которая могла бы беспокоился, что вы могли опрокинуть здание после того, как достигли определенной высоты. То же верно и в реальном мире, где Проблема номер один, с которой сталкивается любой строитель, — это сохранение своей структуры в вертикальном положении.

Вся беда в гравитации: магнитоподобная сила притяжение между любыми двумя объектами в нашей Вселенной. На Земле мы видим гравитация как тенденция к падению предметов на пол, но гравитация всегда работайте двумя способами.Если вы уроните ручку, она действительно упадет на пол — но пол также подпрыгивает на микроскопическую величину, чтобы встретить его на путь! Сила, тянущая ручку к Земле, в точности равна того же размера, что и сила, притягивающая Землю к вашему ручке.

Теперь гравитация обычно тянет предметы вниз, но она может действовать. другими способами тоже. Предположим, вы построили действительно высокую кирпичную стену. Мы можем Представьте себе, что гравитация действует на него двумя разными способами. Мы можем рассматривать это как сбор отдельных кирпичей, на каждый из которых действует сила тяжести раздельно.Или мы можем думать об этом как о твердой стене с гравитационным притяжением в целом, как если бы вся его масса была упакована в единственная точка в его центре. Место, где кажется, что масса объекта быть сконцентрированным называется его центр гравитации. Для простой кирпичной стены центр тяжести шлепок посередине центрального кирпича.

Так что же заставляет стену рушиться? Если центр тяжести находится с одной стороны (если мы не построили стену прямо или если мы построили ее на наклонная поверхность), сила тяжести, действующая вниз, создаст Эффект поворота называется момент .Если момент мал, то ступка между кирпичами может противостоять этому и удерживать стену в вертикальном положении. Но если момент слишком велик, раствор развалится, кирпичи разобьются. рухнет, и стена рухнет.

Работа: Почему стены остаются и почему рушатся. Левый: Если стена стоит вертикально или на ровной поверхности, центр тяжести (синяя точка) находится прямо над ней. центральная точка основания стены (желтая точка), чтобы стена была устойчивой. Правильно: Но если стена возводится на наклонной поверхности, центр тяжести уже не выше центра основания.Теперь гравитация (красная стрелка) создает момент (зеленая стрелка), который опрокидывает стену. Чем выше стена, чем больше масса выше центра тяжести, тем больше вращающая сила и тем больше вероятность обрушения стены.

Теперь это относится не только к отдельным стенам: это относится ко всем здания. Если небоскреб высотой 200 м (650 футов) и его уносит шторм сильно наверху, огромная вращающая сила пытается опрокинуть весь строительство в сторону. Вот почему высотным зданиям нужны глубокие фундаментов (где построена значительная часть здания под землей для поддержки надземной части).Если что-то пытается отодвинуть верх здания в сторону, фундамент эффективно сопротивляться и толкать его в обратном направлении! В других словами, они помогают противостоять моменту, который заставит здание опрокинуться в сторону.

Фото: Вопрос: Как построить глубокий фундамент для высотного дома? не раскапывая тонны земли? Ответ: Используйте подобное фундаментное сверло. Эти удивительные дрели могут погружать фундамент на глубину более 30 м (100 футов) в землю. Некоторые могут просверлить около 2 отверстий.5 м (8,2 фута) в диаметре! Узнайте больше в нашей основной статье о технология бурения.

Рекламные ссылки

Как здание выдерживает собственный вес

Здания должны опрокидывать силы не только вбок. выдержать. Если вы когда-нибудь брали кирпич или кусок камня кладка, вы поймете, что она достаточно тяжелая. А теперь представьте, сколько всего кирпичи или каменные блоки в небоскребе весят. Добавьте к этому вес полов и потолков. И, кроме того, вес всего офисного оборудования, мебели и людей в здании.То, что у вас есть, это гигантский кусок веса, толкающийся прямо вниз … что сразу вызывает два вопроса.

Во-первых, почему все здание не погружается прямо в земля? Конечно, если вы строите свой небоскреб на зыбучих песках или в посреди болота, он мог бы сделать именно это! Но большинство людей строят на достаточно твердая земля (почва) или скала. Будет определенное количество выдавливание вниз, если вы строите на земле, но когда почва полностью сжатый (сжатый) он будет почти таким же твердым, как скала, и дальше сжатие не должно быть проблемой.Однако возможно, если наводнение или засуха делает землю слишком влажной или сухой, так что земля под здание могло сдвинуться или утонуть. Эта проблема называется оседанием и должен быть решен перекачка тонны бетона под строительство, чтобы укрепить его.

Другой вопрос, почему здание не рушится на сам. Вы, наверное, видите, что нижние этажи здания будет находиться под гораздо большим давлением (сила, действующая на единицу площадь), чем верхние этажи, потому что они должны выдерживать больший вес.Итак, если вы построили нижние этажи здания из картона и верхние из кирпича, довольно быстро возникнут проблемы. Но ты возможно, удастся построить нижние этажи из кирпича, а верхние из картона. А можно даже нижние из картона соорудить. если вы использовали дополнительные опоры (например, стальные столбы), чтобы поддерживать вес кирпичей в этажах вверх выше.

Как здания уравновешивают силы

Здания в реальном мире не похожи на башни сделаны из LEGO® или замков из песка.Эти конструкции обычно состоят из твердый материал, тогда как реальное здание — это в основном пустое пространство. Не только это, но «пустое пространство» внутри здания обычно должно поддерживать вес людей, оргтехники или заводских машин. Решив их первая проблема (как сделать структуру, которая не опрокидывается) архитекторы и строители сразу же переворачивают внимание к другой проблеме: как сделать пустотелое здание, которое может поддержать собственный вес, а также вес его содержимого и людей.Это сводится к пониманию того, где силы находятся в здании и как они передается от одной части к другой — или, другими словами, как гравитация направляется через различные части конструкции.

Artwork: Есть несколько способов сбалансировать вес здания. Вместо того проникая сквозь тяжелые вертикальные стены и горизонтальные полы, знаменитые произведения Ричарда Бакминстера Фуллера геодезические купола равномерно распределяют силу через внешнюю «кожу» соединенных между собой треугольников.Этот создает непрерывное внутреннее пространство гораздо дешевле и с меньшими затратами материала. Как он указал в своем патенте на купол 1954 года, вам понадобится 23 кг (50 фунтов) стенового и кровельного материала, чтобы укрытие 900 кв. см (один квадратный фут) площади пола, но вы можете достичь того же результата, используя всего лишь 0,35 кг (0,78 фунта) геодезического купола. Это работает примерно в 600 раз меньше строительного материала! Более того, Фуллер утверждал, что его купола достаточно прочны, чтобы выдержать скорость ветра 240 км / ч (150 миль / ч). Изображение предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США. из патента США 2682235: Строительство зданий Ричарда Бакминстера Фуллера, опубликовано 29 июня 1954 года.

Чтобы сделать здание одновременно прочным и пустотелым, нам нужно положить горизонтальные и вертикальные конструкции вместе для выполнения различных работ. Для например, внешние стены обычно играют жизненно важную роль в поддержании здания, а внутренние стены помогают отделить одну комнату от другой и полы (которые также часто являются потолками) дают нам что-то стоять на. Но все не так просто, когда начинаешь думать о силах. Представьте, что вы сидите на диване посреди этаж на верхнем этаже большого дома.Если нет стены прямо под полом, где вы сидите, что мешает дивану разбиться через пол? Полная гравитационная сила, действующая вниз ( вес вашего тела, вес дивана и вес пола) передается вбок через конструктивные элементы пола (которые могут быть что-нибудь из простых деревянных брусков, называемых балок к балкам из тяжелого металла, известным как балок () стены сбоку. Затем сила направляется вниз через стены к полу.Сила давления стен на пол точно уравновешивается равной силой, когда пол толкает вверх стену. Если бы это было не так, и две силы были не совсем сбалансированы, либо стены, либо пол двигались. Тот факт, что здания и сооружения не двигаются, говорит нам о том, что силы действуя на них, действительно должно быть сбалансировано — и поэтому мы называем такие конструкции статических структур.

Если вы когда-нибудь видели здание, сносимое краном с шар-вредитель (шар и цепь), вы заметите, что здания могут стоять даже с разрушением большей части их стен.Это потому, что некоторые стены в здания важнее других, и не все из них поддерживают вес здания. Основные, несущие стены называются несущие стены и они обычно строят из полнотелого кирпича или камня. Выбейте одного из них и большая часть вашего здания, вероятно, рухнет. Другие стены в вашем здании может просто быть косметическими, сделанными из более легкого материала, такого как гипсокартон. Вы можете легко удалить эти стены, не затрагивая способность здания оставаться в вертикальном положении и сохранять форму (известная как его структурная целостность ).

Фото: Пол, стена, лестница или любая другая конструкция должны поддерживаться, чтобы остановить это. разрушается, но это не значит, что он должен поддерживаться одинаково во всех местах. Хотя мы склонны думать о балках как о если балка достаточно прочная, вы можете поддерживать ее только с одного конца. Любая направленная вниз сила балка проходит вниз по своей длине и уравновешивается одним поддерживаемым концом. Такая структура называется консольным, и он очень эффектно использовался на длинных железобетонных террасах этого знаменитого здания, Fallingwater, спроектированный архитектором Фрэнком Ллойдом Райтом.Фото Джека Э. Баучера любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Когда небоскребы были впервые построены, они имели тщательно продуманную деревянную конструкцию. каркасы внутри них, чтобы выдержать их вес — много внутренние стены для поддержки всей силы, давящей сверху вниз. Однако постепенно, по мере того, как люди находили необходимость (а часто и предпочитали) широкие открытые пространства внутри зданий для офисов и фабрик, архитекторы нашли способы получить избавиться от внутренних стен. Тонкие колонны или колонны были одним очевидный способ сделать это.Другой вариант — иметь очень прочные внешние стены. и прочные горизонтальные балки, проходящие через полы и потолки переносить вес здания на эту «внешнюю оболочку». А Третий вариант заключался в том, чтобы иметь прочное центральное ядро, прочные полы. из него, как лепестки на цветке, и только относительно легкий внешняя обшивка из стали или стекла.

« Здание — это не просто место, где можно жить, но и способ быть. ”

Фрэнк Ллойд Райт

Сила растяжения и сжатия в зданиях

Иллюстрация: Слева: вертикальная деревянная балка сжимается: ее сжимает вес. отталкивание вниз и отталкивание от земли вверх.Справа: идентичная деревянная балка, уложенная горизонтально поверх двух вертикальные балки сжимаются вверху и растягиваются внизу, в то время как поддерживающие их вертикальные балки сжимаются.

Части здания могут вести себя по-разному, когда они большие. на них действуют силы. Предположим, например, вы снова на диване в середина этажа верхнего этажа вашего дома. Предположим, я достигать через окно с помощью крана и поместите 50-тонный груз. на пол рядом с вами.Вполне вероятно, что пол будет немедленно рухнешь, и ты провалишься в дыру, которую я только что проделал. Но что заставляет пол рушиться? Очевидно, что балки, поддерживающие пол не выдерживает того веса, которому мы их подвергаем, но как именно они ломаются? И почему обрушивается пол, а не стены? Все дело в растяжении и сжатии.

Предположим, у вас есть вертикально стоящая деревянная балка. Вы можете поддержать на нем много веса, потому что под ним есть что-то твердое передача силы тяжести прямо на землю.Чем больше вес, который вы кладете на балку, тем сильнее вы ее сжимаете. Если бы ты мог точно измерьте луч, вы увидите, что он немного сжимается с каждым лишним весом, который вы набираете. Когда балка загружена вот так, мы говорим, что это сжатие : он подвергается воздействию сжимающих или сжимающих сил.

Теперь предположим, что вы балансируете одну и ту же балку по горизонтали между двумя аналогичные вертикальные балки — как балансировка пола в доме между стенами. Если вы навалите на балку гири, она не будет вести себя совершенно так же, как и раньше.Весь луч начнет гнуться, но верх и низ будут гнуться по-разному. Вершина балка будет сдавлена ​​(силами сжатия) и слегка короче, а низ вытянется и станет немного длиннее. Мы говорим, что дно в напряжение (это растяжение), и мы называем силы, которые делают это растягивающими силами.

Мы можем накладывать нагрузку на балку до тех пор, пока она не будет конструкция может справиться с этими силами. В какой-то момент лес в балка расколется, когда отдельные древесные волокна больше не справятся с растягивающими силами внизу.Тогда балка сломается пополам в центре, внизу, и пол рухнет.

Как и дерево, бетон хорошо выдерживает сжимающие усилия, но не очень хорошо справляется с растягивающими усилиями. Обычный бетон — это отличный материал для изготовления вертикальных стен, но он гораздо менее эффективен для изготовления горизонтальных полов, потому что он достаточно хрупкий: сломается в слабом месте, таком как дерево, если на него возложить слишком большой вес. Ты может сделать бетон намного прочнее, если вылить его в форму, содержащую сетка из жестких стальных стержней (часто называемых «арматурными стержнями»).Конкретный усиленный таким образом называется усиленным бетон, потому что сталь придает бетону дополнительную прочность и помогает ему выдерживать растяжение, а также сжатие силы. В следующий раз, когда вы увидите людей, строящих огромное бетонное здание, мост или другое сооружение, посмотрите, видите ли вы стальные арматурные стержни или арматурная сетка перед заливкой бетона.

Фото: Зданиям приходится выдерживать постоянно меняющиеся нагрузки от таких вещей, как ветер и вес людей внутри.Когда архитектор Дэниел Бернхэм завершил свое знаменитое высокое и тонкое здание Флэтайрон в 1902 году, как считали некоторые люди. его развеет ветром. В результате он получил прозвище «глупость Бёрнема». Хотя он определенно направляет ветры на улицы вокруг него, знаменитый Достопримечательность Нью-Йорка стоит и по сей день. Фото Кэрол М. Хайсмит, любезно предоставлено Архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Уступите дорогу, большая нагрузка!

Напряжение и сжатие — не единственные силы, с которыми зданиям приходится справляться.От самого высокого небоскреба до самого простого моста — любая статичная конструкция также приходится справляться с переменными нагрузками. Офисный блок будет весить намного больше, когда он заполнено людьми, компьютерами, столами и копировальными аппаратами, чем когда оно пусто, и люди, которые его строят, должны это учитывать. Аналогично мосты приходится справляться с различными силами как от движущихся по ним вещей, так и от погоды, что может привести к изгибу и скручиванию ( кручение ), что может привести к их разрушению. Каждая статическая конструкция должна быть способна выдерживать смесь из статических нагрузок (ее собственный базовый вес) и временных нагрузок (веса, который она несет, когда она занята или используется), поэтому необходимо определить, что это такое и насколько велики Они будут является важной частью строительного дизайна.Подробнее об этом читайте в нашей подробной статье о мостах.

Конструкции картонные

Фото: вверху: картонная туалетная бумага в вертикальном положении может выдержать три тяжелые книги. Внизу: плоский, он даже не выдерживает!

Если у вас есть полый картонный тубус (например, кухонный полотенцесушитель). или пустой рулон туалетной бумаги), вы, наверное, знаете, что он лучше выдерживая одни силы, чем другие. Попытайся! Если поставить трубку по вертикали можно выдержать довольно большой вес на конце.Ты мог бы, например, положить на трубу довольно много тяжелых книг без он показывает наименьшие признаки стресса. Вес книг постараюсь сжать трубку вниз. Другими словами, трубка находится в сжатие. Картонные тубы, расположенные вертикально, конструктивно очень звук, потому что есть сплошные стены, идущие сверху вниз вниз, чтобы выдержать любой вес сверху. Кроме того, потому что стены иметь круглое сечение (вы получите круг, если прорежете их), силы распределяются через конструкцию: ни одна часть стены не нагружается больше, чем любая Другие.Картонные гильзы настолько прочны, что один японский архитектор Сигеру Бан сделал их особенность во временном легком. здания, например, приюты для беженцев.

Но предположим, что вы пытаетесь сделать полы здания из картонные тубы. Вы, наверное, видите, что здесь мы идем к неприятностям сразу! Если поставить картонную трубку горизонтально и попытаться ставьте на него вещи, вы скоро раздавите его. Это потому, что есть только полое пустое пространство между местом, где вы применяете сила и земля.Изогнутые картонные стенки слишком тонкие направить силы вокруг них так, чтобы вся конструкция рухнула. В другими словами, картонные гильзы не очень хорошо выдерживают сжимающие силы, когда они размещаются горизонтально.

Это говорит нам о том, что некоторые материалы хорошо работают в зданиях. когда мы используем их определенным образом, и они плохо работают, если мы их используем другими способами. Другими словами, важно понимать свойства материалов, если вы хотите, чтобы ваши постройки работали эффективно.

Выбор лучших материалов для постройки

“ Никакое проектирование невозможно, пока не будут полностью изучены материалы, с которыми вы проектируете. ”

Людвиг Мис ван дер Роэ

Сталь, бетон и дерево — три наших самых универсальных здания материалы, но есть и другие материалы, в том числе композитные материалы и пластмассы. Архитекторы и инженеры используют много разных материалов в своих конструкциях и выбирайте один материал вместо другого по разным причинам.Бетон — это материал выбор для больших конструкций, таких как мосты и туннели, потому что прочный, долговечный, водостойкий, огнестойкий, относительно недорого, и их легко формовать в изогнутые и прямые формы.

Предположим, вы проектировали небоскреб. Как бы вы ходили выбираете материалы? Сначала вам нужно знать, сколько этажей в высоту здание должно быть. Это выяснилось, посчитав, насколько дорого земля под застройку, сколько будет стоить строительство здания ( неизвестно, но можно примерно догадаться), а сколько прибыли владельцы хочу сделать.Скажем ты думаю, что здание должно быть 100-этажным. Ты можешь сейчас оцените, сколько он будет весить и какой вес должен будет выдерживать каждый этаж. Итак, вы можете начать проектировать какую-то структуру, которая выдержит такой вес на такой высоте в воздухе. Наверное вы будете использовать сталь и бетон для конструктивных частей здания (где будет поддерживаться вес), но вы не захотите строить массивный бетонный блок! Таким образом, вы можете скрыть структурные детали в центр здания и сделать внешние части полностью из стекла.Но стекло тяжелое, поэтому вам нужно также учитывайте его вес при расчетах конструкции. И ты нужно выяснить, как будет поддерживаться вес стекла по полу или потолку рассказа, к которому он прикреплен, или по внешнему стальная обшивка здания.

“ Материалы градостроительства: небо, космос, деревья, сталь и цемент; в том порядке и в той иерархии. ”

Ле Корбюзье

Вам также следует подумать о том, чтобы жители здания тепло и комфортно.Если вы делаете фасад из стекла, это собираются поглощать огромное количество солнечного тепла (что-то, известное как пассивный солнечный). Это здорово в зимой, потому что это поможет снизить расходы на отопление, а летом это могло сделать здание невыносимо жарким. Так что, возможно, вы захотите использовать какое-то тонированное или отражающее стекло, которое снижает солнечную энергию маленький? Чтобы во всем этом разобраться, вам нужно кое-что понять о науке о тепловой энергии и о том, как она распространяется внутри зданий.

Фото: Пассивное солнечное усиление: большой стакан окна в этом просторные деревянные постройки помогают поглощать тепловую энергию Солнца.Рисунок Дональда Эйткена любезно предоставлено Министерством США энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

После того, как вы определились с базовой структурой здания, вы превратите свой внимание к деталям интерьера. Вы можете решить сделать все внутренний стены из стальных панелей, которые можно перемещать по мере необходимости для создания гибкое офисное пространство. Или, может быть, вы хотите использовать деревянные полы или панели, чтобы создать более теплый и дружелюбный вид? Надеюсь, ты выберите продукт из надлежащих источников экологичный запасы древесины.Для этого вам нужно понять, зачем сокращать деревья оказывают воздействие на окружающую среду в таких местах, как актуальные тропические леса и как это можно свести к минимуму.

Как видите, каждый аспект дизайна здания требует тщательное рассмотрение. Строительство здания — это не просто вопрос придумывает что-то, что хорошо выглядит. Речь идет о создании структура, способная выдержать все напряжения современного мира. Для что вам нужно быть таким же ученым, как и инженером!

Фактор истории

Благодаря достижениям науки и техники сегодняшние здания сильно отличаются от вчерашних.Когда-то строительство было делом методом проб и ошибок: примитивные постройки были буквально не что иное, как хитроумные груды найденных материалов, предназначенные для укрытия от шторма. Сегодня, как мы только что видели, гораздо больше мыслей и расчетов уделяется зданиям. и статические конструкции, такие как мосты. Швейцарский архитектор Ле Корбюзье сказал, что «дом это машина для жизни »- современный дом такой же гладкий и хорошо спроектированный, как современный автомобиль.

Это означает, что современные здания нелегко сравнивать с историческими.Люди, которые жили 200, 500 или 1000 лет назад, не имели того ассортимента материалов, который мы имеем сегодня, или способности добывать и транспортировать материалы на большие расстояния. У них также не было научного понимания того, как материалы ведут себя, когда они подвергаются различным нагрузкам и напряжениям или подвергаются различным видам воздействия окружающей среды в течение многих лет, десятилетий или столетий. Если вы пытаетесь понять здание, вам нужно смотреть глазами людей, которые его построили. Какие проблемы они пытались решить? Какие материалы у них были? Какие другие строительные методы существовали в то время, которые они могли копировать или развивать?

Фото: Старый и новый соборы: два архитектурных решения одной и той же проблемы.1) Батское аббатство, каменный собор в Англии, ведет свою историю с 675 г. до н. Э., Но здание, которое мы видим сегодня, с тех пор несколько раз перестраивалось. 2) Собор Успения Пресвятой Богородицы (Собор Святой Марии) в Сан-Франциско, Калифорния, является более современным «решением» той же «проблемы», созданным из сборного железобетона и датируемым 1971 годом. Предоставлено: Коллекция Джона Б. Лавлейса. Калифорнийских фотографий в американском проекте Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, издательства и Отдел фотографий.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Для младших читателей

• Структурная инженерия: изучите, попробуйте! к Тэмми Энц. Capstone, 2017. Поэкспериментируйте с различными видами сил, строя мосты и другие статические конструкции.
• Cool Architecture: 50 фантастических фактов для детей всех возрастов Саймона Армстронга. Павильон Книги, 2015. Интересные факты об известных зданиях по всему миру.
• Архитектура по голубям Стелла Герни и Нацко Секи. Phaidon, 2013. Творческое введение в архитектуру для юных читателей голубя по имени Спек Ли Хвостоперое.
• «Начинающий архитектор: тетрадь для детей» Трэвиса Келли Уилсона. Trafford Publishing, 2013. Хорошее интерактивное введение для детей в возрасте. 8–10.
• Свидетель: Здание Филиппа Уилкинсона. Дорлинг Киндерсли, 2000. В основном исторический справочник по зданиям, в основном для читателей в возрасте 9–12 лет.Другие книги по архитектуре Филипа Уилкинсона, в том числе Super Structures (DK, 2008), заслуживают внимания.

Для читателей постарше

• Архитектура счастья Алена де Боттона. Penguin, 1995. Как архитектура связана с нашим повседневным благополучием?
• Новая наука о прочных материалах (или почему вы не падаете сквозь пол) Дж. Э. Гордона. Пингвин, 1991; Princeton University Press, 2006. Эта классическая книга объясняет, как материалы заставляют работать самые разные структуры.Он очень ясен и прост для понимания, почти не содержит математических вычислений и подходит для большинства читателей от среднего возраста. Недорогие, более ранние издания довольно легко найти в букинистических магазинах.
• Как работают здания: естественный порядок архитектуры Эдварда Аллена и Дэвида Свободы. Oxford University Press, 1995.
• «Почему рушатся здания» Маттиса Леви и Марио Сальвадори. Norton, 1992. Интересная и обширная серия «судебных» расследований причин катастрофического разрушения зданий и других сооружений.
• «Почему здания стоят» Маттис Леви и Саралинда Хукер. Нортон, 1990.
• Смерть и жизнь великих американских городов. Автор Джейн Джейкобс. Knopf, 2016. Классическое введение в городской дизайн, впервые опубликованное в 1961 году, и до сих пор его стоит прочитать.

Сайты вакансий

• RIBA: Образование и карьера: Все о том, как стать архитектором, от Королевского института британских архитекторов (RIBA).
• Go Construct: всесторонний британский веб-сайт, посвященный различным профессиям в строительстве, от строительства и геодезии до архитектуры и гражданского строительства.
• Архитектура: Образование: Американский институт архитекторов (AIA). Здесь много информации о курсах архитектуры и карьере.
• Инженерная девушка: Инженерное дело — мужская работа? Конечно, нет: это под силу каждому. Здесь много информации, чтобы поощрять более равные возможности во всех видах инженерной работы.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2007, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

LEGO® является товарным знаком LEGO Group.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2007/2020) Как работают здания. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howbuildingswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Материалы для шоссейных велосипедов — Городские велосипеды

Несмотря на то, что на протяжении многих лет появлялись такие странности, как бамбук и пластмассовые рамы, современные шоссейные велосипеды изготавливаются из одного или смесей этих четырех материалов: стали, алюминия, титана и углеродного волокна. Мы рассмотрим различия ниже.

Но сначала поймите, что прекрасные велосипеды сделаны из всех этих материалов.Кроме того, две рамы могут быть изготовлены из одного и того же материала, но при этом иметь совершенно разные ходовые качества из-за различий в геометрии, сборке, форме трубы и манипуляциях с материалом (например, усиление трубы). Это одна из причин, по которой так важно тестировать езду и чувствовать велосипеды, которые вы собираетесь купить.

Совет по проверке рам: ищите наклейку с трубкой на подседельной трубе или нижней трубе. Иногда производители предоставляют их и обычно объясняют, какой бренд и тип материала используется в раме.Мы будем рады ответить на ваши вопросы. Просто спроси.

Сталь
Самый традиционный материал рамы, сталь, используется строителями рам уже более века. Доступны многие типы стальных труб, которые легко сгибаются и придают форму. Кроме того, существует множество методов сборки, благодаря которым сталь легко адаптируется к потребностям велосипедистов. Он также предлагает отличные ходовые качества, долговечность, прост в ремонте и доступен по цене. Если по стали и стучат, то при использовании некачественных трубок (их можно найти на велосипедах, продаваемых в универмагах) она имеет тенденцию быть тяжелой.А сталь может заржаветь при неосторожном обращении (защитите эту краску!).

Велосипеды начального уровня со стальной рамой обычно менее сложны, чем те, которые обычно предпочитают взыскательные велосипедисты и фанатики стали. Но доступность стальных рам меньшего размера обычно позволяет получить лучший уровень компонентов. Кроме того, можно сделать стальную раму с прекрасным ходом в рамках бюджета, сократив некоторые излишества, которые увеличивают стоимость. Например, такая рама может иметь менее дорогостоящую сварку TIG по сравнению с более красивой конструкцией проушин на более дорогих моделях.

Высококачественные стальные рамы сочетают в себе отличный дизайн, превосходную сборку и лучшие сплавы в трубках. Популярной качественной сталью для велосипедных рам является американская сталь SAE 4130, более известная как «хром-молибден» и называемая «хромомолибден» или «хром-молибден». И есть множество других впечатляющих сплавов, предлагаемых поставщиками труб, такими как Columbus, Reynolds, Tange и True Temper. Рамы, изготовленные из этих материалов, славятся сочетанием отзывчивости и комфорта.

Сталь — отличный материал для вилок.Ему можно придать любую форму; даже аэро. Это очень сильно. Кроме того, он поглощает удары, смягчая неровности дороги. Стальные вилки тяжелее вилок, изготовленных из более легких материалов, таких как алюминий и углеродное волокно.

Алюминий
Алюминий впервые был использован в конструкции каркаса в 1895 году. Но он не получил широкого распространения до 1980-х годов, когда были разработаны трубы большого диаметра и процессы строительства были усовершенствованы. Сейчас это самый популярный из каркасных материалов. Он подвержен тем же различиям в сборке и качестве, что и сталь.И, как и в случае со сталью, чем больше вы тратите, тем лучше вы получаете трубы и конструкцию.

Говорят, что алюминий более резкий, чем другие материалы. Но, хотя это было в первые годы своего существования, сегодня это не проблема, благодаря новым алюминиевым сплавам, усовершенствованным трубам и усовершенствованным технологиям строительства. Они позволяют раме поглощать удары лучше, чем когда-либо, при этом обеспечивая удивительно живую езду, которая делает алюминий сегодня модным.

Эта волшебная поездка объясняется тем, что алюминий является самым легким материалом рамы — даже легче карбона и титана. Это делает алюминиевые рамы отличным выбором для гонок и гонок на время. И, в отличие от стали, алюминий не ржавеет; другое преимущество.

Производители используют различные типы алюминиевых трубок. Некоторые распространенные типы — 6061 и 7005, числа, которые относятся к сплавам алюминия, таким как магний, кремний и цинк (чистый алюминий недостаточно прочен для использования на велосипеде).И есть несколько новых сверхлегких ламп, таких как Easton Scandium. Обязательно спросите, есть ли у вас вопросы об алюминиевом велосипеде в нашем магазине, и мы сможем объяснить их подробнее.

Алюминиевые вилки обычно жесткие и легкие, им можно придать аэродинамическую форму. Они также обеспечивают отличную податливость для комфорта на неровных дорогах.

Титан
Титан (также называемый «ти») — один из самых долговечных, самых прочных и самых дорогих материалов для оправы. Многие велосипедисты и эксперты считают, что он сочетает в себе лучшие характеристики всех других материалов рамы.Он соперничает с алюминием по весу, удобен, как сталь, у него бодрый ход и электрическая управляемость, которыми клянутся многие гонщики. Рамы кажутся «живыми», как будто каждый ход педали усиливается за счет присущей раме упругости.

Титан плохо подходит для металлообрабатывающих инструментов, требует дорогостоящего титанового сварочного стержня и требует осторожного соединения в контролируемой среде. Следовательно, титановые оправы очень дороги в производстве, что объясняет их высокую закупочную цену.

Два распространенных типа титана — 3Al / 2.5V и 6Al / 4V. Эти обозначения относятся к количеству сплавов алюминия (Al) и ванадия (V), используемых в титане. 6Al / 4V дороже, легче, тяжелее в обработке и прочнее. Но оба титановых сплава превосходны; их можно даже объединить в рамку.

Лишь несколько компаний производят титановые вилки, и они очень дороги из-за дополнительных затрат на материалы и конструкцию. Кроме того, поскольку шток вилочного захвата (верхняя труба) требует дополнительной прочности, вилки обычно перевешивают другие высокотехнологичные культиваторы.Эти два соображения являются причиной того, почему большинство рам оснащено карбоновыми вилками.

Углеродное волокно
Углеродное волокно (также называемое «углеродом» и «графитом») является относительно новым материалом и уникальным, поскольку это не металл. Это ткань, пропитанная клеем, называемым смолой, который позволяет формировать и соединять материал. Карбоновые рамы очень легкие, жесткие и долговечные. Его самым большим преимуществом является то, что с углеродом можно манипулировать бесконечными способами (потому что строители могут ориентировать пряди ткани, как им заблагорассудится), а это означает, что его можно точно настроить для обеспечения практически любых желаемых ездовых качеств.Он также невосприимчив к коррозии и может иметь красивые формы, создавая внешний вид, похожий на Ferrari.

Подобно титану, поскольку конструкция несколько сложна и потому что углеродная ткань и смолы являются дорогостоящими, карбоновые рамы относятся к верхней части диапазона стоимости. Чтобы описать эти оправы, производители используют такие термины, как «высокий модуль упругости» и «без пустот», что говорит о том, что это высококачественный материал из углеродного волокна и звездная конструкция. Иногда эти обозначения появляются на наклейках с рамкой «трубка».Обязательно спросите, есть ли у вас вопросы об углеродном материале, из которого изготовлена ​​рама.

Карбон — популярный материал для вилок из-за его естественной способности поглощать удары, обеспечивая при этом прекрасную управляемость. Хотя они не лучший выбор для тяжелых или агрессивных гонщиков, есть даже полностью карбоновые вилки (весом менее фунта). Они отлично подходят, если вам нужен сверхлегкий шоссейный велосипед. (В других карбоновых вилках для рулевого управления используется сталь или алюминий.)

18 Трубы | R для науки о данных

Введение

Pipes — это мощный инструмент для четкого описания последовательности нескольких операций.До сих пор вы использовали их, не зная, как они работают и какие есть альтернативы. Теперь, в этой главе, пришло время изучить трубу более подробно. Вы узнаете об альтернативах трубке, когда трубку использовать не следует, а также о некоторых полезных сопутствующих инструментах.

Предпосылки

Трубка, %>% , поступает из упаковки magrittr от Stefan Milton Bache. Пакеты в tidyverse загружают %>% автоматически, поэтому вы обычно не загружаете magrittr явно.Здесь, однако, мы сосредоточены на конвейере, и мы не загружаем никаких других пакетов, поэтому мы загрузим его явно.

Альтернативные трубопроводы

Смысл конвейера — помочь вам написать код таким образом, чтобы его было легче читать и понимать. Чтобы понять, почему конвейер так полезен, мы собираемся изучить несколько способов написания одного и того же кода. Давайте воспользуемся кодом, чтобы рассказать историю о маленьком кролике по имени Фу Фу:

Зайчик Фу Фу
Прыгнул по лесу
Зачерпнул полевых мышей
И похлопал их по голове

Это популярное детское стихотворение, которое сопровождается движениями рук.

Начнем с определения объекта, представляющего маленького кролика Фу Фу:

  foo_foo <- little_bunny ()  

И мы будем использовать функцию для каждого ключевого глагола: hop () , scoop () и bop () . Используя этот объект и эти глаголы, есть (по крайней мере) четыре способа пересказать историю в коде:

1. Сохраните каждый промежуточный шаг как новый объект.
2. Много раз перезаписать исходный объект.
3. Составьте функции.
4. Используйте трубу.

Мы проработаем каждый подход, покажем вам код и поговорим о преимуществах и недостатках.

Промежуточные ступени

Самый простой способ - сохранить каждый шаг как новый объект:

  foo_foo_1 <- hop (foo_foo, through = forest)
foo_foo_2 <- scoop (foo_foo_1, up = field_mice)
foo_foo_3 <- bop (foo_foo_2, on = head)  

Основным недостатком этой формы является то, что она заставляет вас давать имя каждому промежуточному элементу.Если есть естественные имена, это хорошая идея, и вы должны это сделать. Но часто, как в этом примере, нет естественных имен, и вы добавляете числовые суффиксы, чтобы сделать имена уникальными. Это приводит к двум проблемам:

1. Код загроможден неважными именами

2. Вы должны осторожно увеличивать суффикс в каждой строке.

Каждый раз, когда я пишу такой код, я неизменно использую неправильный номер в одной строке, а затем трачу 10 минут, почесывая голову и пытаясь выяснить, что пошло не так с моим кодом.

Вы также можете беспокоиться, что эта форма создает много копий ваших данных и занимает много памяти. Удивительно, но это не так. Во-первых, обратите внимание, что проактивное беспокойство о памяти - бесполезный способ тратить ваше время: беспокойтесь об этом, когда это станет проблемой (то есть у вас закончится память), а не раньше. Во-вторых, R не глуп, и он будет разделять столбцы во фреймах данных, где это возможно. Давайте посмотрим на реальный конвейер обработки данных, где мы добавляем новый столбец в ggplot2 :: diamonds :

  бриллианта <- ggplot2 :: diamonds
diamonds2 <- алмазы%>%
  dplyr :: mutate (price_per_carat = цена / карат)

pryr :: object_size (ромбы)
#> Зарегистрированный метод S3 перезаписан pryr:
#> метод из
#> печать.байтов Rcpp
#> 3,46 МБ
pryr :: object_size (алмазы2)
#> 3,89 МБ
pryr :: object_size (бриллианты, бриллианты2)
#> 3,89 МБ  

pryr :: object_size () возвращает память, занятую всеми ее аргументами. Результаты сначала кажутся нелогичными:

• бриллианта занимает 3,46 Мб,
• бриллианта2 занимает 3.89 Мб,
• бриллианта и бриллианта2 вместе занимают 3,89 МБ!

Как это может работать? Итак, ромба2 имеет 10 общих столбцов с ромбами : нет необходимости дублировать все эти данные, поэтому два фрейма данных имеют общие переменные.Эти переменные будут скопированы, только если вы измените одну из них. В следующем примере мы изменяем одно значение в бриллиантах $ карат. Это означает, что переменная карата больше не может использоваться совместно двумя фреймами данных, и необходимо сделать копию. Размер каждого кадра данных не изменяется, но общий размер увеличивается:

(Обратите внимание, что здесь мы используем pryr :: object_size () , а не встроенный объект .size () . object.size () принимает только один объект, поэтому он не может вычислить, как данные общий для нескольких объектов.)

Перезаписать оригинал

Вместо того, чтобы создавать промежуточные объекты на каждом шаге, мы могли бы перезаписать исходный объект:

  foo_foo <- hop (foo_foo, through = forest)
foo_foo <- совок (foo_foo, up = field_mice)
foo_foo <- bop (foo_foo, on = head)  

Это меньше печатает (и меньше думает), поэтому у вас меньше шансов на ошибку. Однако есть две проблемы:

1. Отладка болезненна: если вы допустили ошибку, вам придется повторно запустить полный конвейер с самого начала.

2. Повторение преобразуемого объекта (мы написали foo_foo шесть раз!) скрывает изменения в каждой строке.

Функциональный состав

Другой подход - отказаться от присваивания и просто связать вызовы функций вместе:

  боп (
  совок (
    прыжок (foo_foo, through = forest),
    вверх = field_mice
  ),
  на = голова
)  

Здесь недостатком является то, что вам нужно читать изнутри, справа налево, и что аргументы в конечном итоге расходятся далеко друг от друга (вызывающе называемые проблема сэндвича Dagwood).Короче говоря, этот код трудно усвоить человеку.

Используйте трубу

Наконец, мы можем использовать pipe:

  foo_foo%>%
  прыжок (через = лес)%>%
  совок (вверх = field_mice)%>%
  боп (на = голову)  

Это моя любимая форма, потому что она сосредоточена на глаголах, а не на существительных. Вы можете прочитать эту серию функциональных композиций, как будто это набор обязательных действий. Foo Foo хмель, потом совок, потом хмель. Обратной стороной, конечно же, является то, что вам нужно знать трубу.Если вы никогда раньше не видели %>% , вы не поймете, что делает этот код. К счастью, большинство людей улавливают эту идею очень быстро, поэтому, когда вы делитесь своим кодом с другими, кто не знаком с трубкой, вы можете легко их научить.

Канал работает, выполняя «лексическое преобразование»: за кулисами magrittr повторно собирает код в конвейере в форму, которая работает путем перезаписи промежуточного объекта. Когда вы запускаете трубу, подобную показанной выше, magrittr делает что-то вроде этого:

  my_pipe <- функция (.) {
  . <- прыжок (., через = лес)
  . <- scoop (., up = field_mice)
  боп (., на = голова)
}
my_pipe (foo_foo)  

Это означает, что труба не будет работать для двух классов функций:

1. Функции, использующие текущую среду. Например, assign () создаст новую переменную с заданным именем в текущей среде:

   Использование assign с конвейером не работает, потому что оно назначает его временная среда, используемая %>% .Если вы хотите использовать assign с pipe, вы должны четко указать среду:

   Другие функции с этой проблемой включают get () и load () .

2. Функции, использующие ленивое вычисление. В R аргументы функции вычисляются только тогда, когда функция их использует, а не до вызова функция. Канал вычисляет каждый элемент по очереди, поэтому вы не можете полагаться на это поведение.

   Единственное место, где это проблема, - это tryCatch () , который позволяет захватывать и обрабатывать ошибки:

     tryCatch (стоп ("!"), Error = function (e) "Ошибка")
   #> [1] "Ошибка"
   
   стоп ("!")%>%
     tryCatch (error = function (e) «Ошибка»)
   #> Ошибка в eval (lhs, parent, parent):!  

   Существует относительно широкий класс функций с таким поведением, включая try () , suppressMessages () и suppressWarnings () в базе R.

.